JP2010185933A - Optical instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動型モータを備えたレンズ鏡筒を有する光学機器に関する。 The present invention relates to an optical apparatus having a lens barrel provided with a vibration type motor.
交換レンズやレンズ一体型のカメラ等の光学機器には、振動波モータや超音波モータ等とも称される振動型モータによってレンズを移動させるものがある(特許文献1参照)。
振動型モータは、電気−機械エネルギ変換素子(圧電素子)により振動が励起される振動体(弾性体)と、該振動体に接触して回転する回転体とにより構成される。
Some optical devices such as an interchangeable lens and a lens-integrated camera move a lens by a vibration type motor called a vibration wave motor or an ultrasonic motor (see Patent Document 1).
The vibration type motor includes a vibrating body (elastic body) whose vibration is excited by an electro-mechanical energy conversion element (piezoelectric element) and a rotating body that rotates in contact with the vibrating body.
しかしながら、振動型モータでは、振動体と回転体とが加圧状態で接触しているため、振動体と回転体の接触部において摩耗が生じ、これにより摩耗紛が発生する。この摩耗粉が、光学機器(特にレンズ鏡筒)内の機構やレンズの位置を検出する位置検出器に飛散すると、機構の円滑な動作や、位置検出器(特に導電パターンが形成された基板上をブラシが摺動するタイプのもの)による正確な位置検出を妨げるおそれがある。
本発明は、振動型モータから発生する摩耗粉の飛散を抑制することができるようにした光学機器を提供する。
However, in the vibration type motor, since the vibrating body and the rotating body are in contact with each other in a pressurized state, wear occurs at the contact portion between the vibrating body and the rotating body, thereby generating wear powder. If this wear powder scatters to the mechanism in the optical device (especially the lens barrel) or the position detector that detects the position of the lens, the mechanism operates smoothly and the position detector (especially on the substrate on which the conductive pattern is formed). May prevent accurate position detection by a brush sliding type).
The present invention provides an optical apparatus capable of suppressing the scattering of wear powder generated from a vibration type motor.
本発明の一側面としての光学機器は、それぞれレンズ鏡筒を構成する筒部材であって、第1の筒部材と、該第1の筒部材の内側に配置された第2の筒部材と、第1の筒部材と第2の筒部材との間の鏡筒内領域に配置され、電気−機械エネルギ変換素子により振動が励起される振動体、及び該振動体に接触して回転する回転体を含む振動型モータと、鏡筒内領域における振動体と回転体との接触部に対して振動体とは反対側の位置に配置され、該接触部の最内径よりも大きな最外径を有する防塵部材とを有することを特徴とする。 An optical apparatus according to an aspect of the present invention is a cylindrical member that constitutes a lens barrel, and includes a first cylindrical member, a second cylindrical member disposed inside the first cylindrical member, A vibrating body that is disposed in an in-cylinder region between the first and second cylindrical members and is excited by an electro-mechanical energy conversion element, and a rotating body that rotates in contact with the vibrating body And a vibration type motor including the contact portion between the vibrating body and the rotating body in the inner region of the lens barrel, the outermost diameter being larger than the innermost diameter of the contact portion. And a dustproof member.
本発明によれば、振動体と回転体との接触部の最内径よりも大きな最外径を有する防塵部材によって、該接触部にて発生した摩耗粉が鏡筒内領域に飛散するのを効果的に抑制することができる。 According to the present invention, the dust-proof member having the outermost diameter larger than the outermost inner diameter of the contact portion between the vibrating body and the rotating body is effective in scattering the abrasion powder generated at the contact portion into the region in the lens barrel. Can be suppressed.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の実施例である光学機器としての交換レンズと、該交換レンズが装着された一眼レフデジタルスチルカメラ(撮像装置)の概略構成を示している。1は一眼レフデジタルスチルカメラ(以下、カメラという)であり、2は交換レンズ200内に設けられたズーム光学系である。ズーム光学系2は、後述する複数のレンズユニットを有する。3はズーム光学系2に含まれる防振レンズユニット12を、ズーム光学系2の光軸4に直交する方向に駆動する防振駆動部である。5はズーム光学系2を収容するレンズ鏡筒である。レンズ鏡筒5とズーム光学系2によりズームレンズ装置としての交換レンズ200が構成される。交換レンズ200は、カメラ1に対して着脱が可能である。
カメラ1において、6はズーム光学系2により形成された被写体像を光電変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。7は撮像素子6からの出力に基づいて生成された画像データ等を記憶するメモリである。8は手振れ等のカメラ振れを検出する振れセンサであり、9はズーム光学系2に含まれるフォーカスレンズユニットを駆動するフォーカス駆動部である。
10はカメラ1(及び交換レンズ200)の電源であり、11はレリーズボタンである。13はクイックリターンミラーであり、14はファインダ光学系である。
図2には、カメラ1及び交換レンズ200の電気的構成を示している。カメラ1は、撮像系、画像処理系、記録再生系及び制御系を有する。
撮像系は、撮像素子6により構成されている。画像処理系は、A/D変換器20と画像処理回路21とを含む。記録再生系は、記録処理回路23とメモリ24とを含む。制御系は、カメラシステム制御回路25、AFセンサ26、AEセンサ27、振れセンサ8及び操作検出回路29を含む。交換レンズは、レンズシステム制御回路30を含む。
画像処理回路21は、A/D変換器20を介して撮像素子6から受けた出力信号に対してホワイトバランス、ガンマ補正、補間演算等の各種処理を施して画像データを生成する。記録処理回路23は、メモリ24への画像データの記録処理を行うとともに、液晶モニタ等により構成される表示部22に出力する画像を生成する。
操作検出回路29は、レリーズボタン11等の操作部材の操作を検出し、操作検出信号をカメラシステム制御回路25に送る。カメラシステム制御回路25は、操作検出信号に応じてカメラ1及び交換レンズ内の各部を制御する。
AFセンサ26は、交換レンズのピント状態を検出する。また、AEセンサ27は、被写体の輝度を検出する。振れセンサ8は、カメラ振れを検出する。カメラシステム制御回路25は、AFセンサ26、AEセンサ27及び振れセンサ8からの信号に基づいて、フォーカシング、絞り及び防振動作を制御するための信号をレンズシステム制御回路30に出力する。レンズシステム制御回路30は、カメラシステム制御回路25からの信号に応じて、フォーカス駆動部9、絞り駆動部(図示せず)及び防振駆動部3を制御する。
次に、図3及び図4を用いて、交換レンズ200の構成について説明する。図3は、交換レンズ200を、光軸4を通る面で切断したときの断面構造を示している。図4は交換レンズ200の一部を分解して示している。
交換レンズ200は、カメラ1に着脱可能に装着するためのマウント201を有する。マウント201には、カメラ1と交換レンズ200間で通信のためのコネクタが設けられている。マウント201は、ベース筒203にねじによって取り付けられている。ベース筒203には、中間筒204がねじによって固定されている。
中間筒204には、案内筒205にねじによって取り付けられている。また、中間筒204には、外装環206がねじによって取り付けられている。案内筒205(及び中間筒204)は、変倍及び焦点調節に際して不動の固定筒に相当する。
案内筒205における最も物体側(図の左側)には、第1レンズユニット(固定レンズ)L1を保持した第1レンズ保持筒(レンズ保持部材)207が支持されている。
第1レンズ保持筒207により保持された第1レンズユニットL1は、後述する第2レンズユニット(フォーカスレンズユニット)L2よりも物体側(複数のレンズユニットのうち最も物体側)に配置されており、変倍及び焦点調節に際しては不動である。
ただし、第1レンズ保持筒207には、偏心カムフォロア210がねじにより取り付けられている。偏心カムフォロア210は、図3に示すように、第1レンズ保持筒207の外周面に形成された穴部に挿入される軸部210Aと、該軸部210Aに対して偏心した偏心フォロア部210Bとを有する。偏心フォロア部210Bは、案内筒(支持筒)205に形成された位置調整用カム溝部(調整用溝部)205Bに係合している。
交換レンズ200の組み立て時等において、第1レンズ保持筒207を光軸回りで回転させると、偏心カムフォロア210が位置調整用カム溝部205Bに沿って移動する。これにより、第1レンズ保持筒207の案内筒205に対する光軸方向位置を調整することができる。
偏心カムフォロア210をその軸部210Aの軸回りで回転させると、位置調整用カム溝部205B内での偏心フォロア部210Bの偏心回転によって、第1レンズ保持筒207の案内筒205(つまりは他のレンズユニットの光軸)に対する倒れ角度が変化する。これにより、第1レンズ保持筒207の案内筒205に対する倒れ角度を調整することができる。
そして、ねじベース228とねじ229を用いて、第1レンズ保持筒207を案内筒205に固定する。
案内筒205の内側には、メインカム筒(回転筒)208が配置されている。メインカム筒208には、不図示のカムフォロアがねじにより取り付けられている。該カムフォロアは、案内筒205の内周に周方向に延びるように形成された溝部205Aに係合している。このため、メインカム筒208は、案内筒205に対して光軸方向には移動せず(すなわち光軸方向における定位置にて)、光軸回りで回転可能である。メインカム筒208には、第4カム溝部208Bが形成されている。
メインカム筒208の内側には、サブカム筒(カム筒)209が配置されている。サブカム筒209には、図4に示すカムフォロア(第2のカムフォロア)Cがねじにより取り付けられている。カムフォロアCは、図4に示すようにメインカム筒208に光軸方向に延びるように設けられた直進溝部(第2の直進ガイド部)208Aと案内筒205に設けられたサブカム溝部(第2のカム部)205Dとに係合している。このため、メインカム筒208が回転すると、サブカム筒209はメインカム筒208とともに光軸回りで回転し、かつメインカム筒208に対して光軸方向に移動する。サブカム筒209には、フォーカスカム溝部(第1のカム部)209Bが設けられている。
サブカム筒209の内側には、第3レンズ直進ガイド筒(第2の直進ガイド筒)214が配置されている。図4に示すように、第2レンズ直進ガイド筒211の凸部211Aとサブカム筒209の溝部209Aとがバヨネット結合している。このため、第2レンズ直進ガイド筒211は、サブカム筒209とともに光軸方向に移動可能であるとともに、サブカム筒209に対して光軸回りで回転可能である。
第2レンズ直進ガイド筒211には、図4に示すように、それぞれ光軸方向に延びる直進溝部(第1の直進ガイド部)211Bとフォーカスキー溝部211Cが設けられている。フォーカスキー溝部211Cには、後述するフォーカス駆動ユニット(フォーカス駆動機構)2Aのフォーカスキー2A2が光軸回り方向において係合する。
第2レンズ直進ガイド筒211の内側には、フォーカスレンズユニットである第2レンズユニットL2を保持した第2レンズ保持筒(フォーカスレンズ保持筒)212が配置されている。第2レンズ保持筒212の外周にはカムフォロア(第1のカムフォロア)213がねじにより取り付けられている。該カムフォロア213は、サブカム筒209に設けられたフォーカスカム溝部209Bと、第2レンズ直進ガイド筒211に設けられた直進溝部211Bとに係合している。
サブカム筒209の内側には、第3レンズ直進ガイド筒(第2の直進ガイド筒)214が配置されている。第3レンズ直進ガイド筒214の外周に周方向に延びるように形成された溝部214Aと、サブカム筒209の内周に形成された凸部209Bとがバヨネット結合している。これにより、第3レンズ直進ガイド筒214は、サブカム筒209とともに光軸方向に移動可能であるとともに、サブカム筒209に対して光軸回りで回転可能である。
第3レンズ直進ガイド筒214には、それぞれ光軸方向に延びる直進溝部(第3の直進ガイド部)214Bと直進ガイドキー溝部214Cとが形成されている。直進ガイドキー溝部214Cには、直進ガイドキー(回転阻止部材)216が光軸回り方向において係合する。
第3レンズ直進ガイド筒214の内側には、第2レンズユニットL2に対して光軸方向(像側)にて隣り合う第3レンズユニットL3を保持した第3レンズ保持筒215が配置されている。
第3レンズ保持筒(変倍レンズ保持筒)215の外周には、カムフォロア(第3のカムフォロア)Eがねじによって取り付けられている。カムフォロアEは、サブカム筒209に設けられたズームカム溝部(第3のカム部)209Dと、第3レンズ直進ガイド筒214に設けられた直進溝部214Bとに係合している。
ここで、サブカム筒209は、物体側に第1の筒部209Eを有し、像側に第1の筒部209Eよりも内外径が小さい第2の筒部209Fを有する。第2レンズユニットL2及びこれを保持する第2レンズ保持筒212は、第1の筒部209Eの内側に配置されている。また、第3レンズユニットL3及びこれを保持する第3レンズ保持筒215は、第2の筒部209Fの内側に配置されている。
案内筒205には、直進ガイドキー216が固定されている。直進ガイドキー216は、前述したように、第3レンズ直進ガイド筒214の直進ガイドキー溝部214Cに係合している。
第4レンズユニットL4を保持した第4レンズ保持筒217の外周には、カムフォロア218がねじにより取り付けられている。カムフォロア218は、図4に示すようにメインカム筒208に設けられた第4カム溝部208Bと、案内筒205の内周に設けられた直進溝部205Eに係合している。
中間筒204の外側には、ズーム操作環(ズーム操作部材)219と、該ズーム操作環219にねじにより取り付けられたギアリング220と、後述するズームレバーが取り付けられ、中間筒204の外周で回転可能なギアリング221とが配置されている。ズーム操作環219、ギアリング220及びギアリング221は、中間筒204に対して光軸方向の定位置にて光軸回りで回転可能である。また、ギアリング220とギアリング221との間には、転動するギアユニット222が配置されており、該ギアユニット222は中間筒204にねじにより結合されている。
ギアリング221には、ズームレバー223の一端がねじにより取り付けられている。ズームレバー223の他端は、メインカム筒208に光軸回り方向において係合している。
案内筒205の外側には、フォーカス操作環(フォーカス操作部材)224が配置されている。フォーカス操作環224の内周に設けられた溝部224Aには、案内筒205の外周にねじにより取り付けられたカムフォロア205Gが係合している。このため、フォーカス操作環224は、案内筒205の外側で光軸方向の定位置にて光軸回りで回転可能である。
フォーカス操作環224は、フォーカス駆動ユニット2A内の定位置回転リング2A1と結合している。このため、フォーカス操作環224の回転力をフォーカス駆動ユニット2Aに伝達することができる。
フォーカス駆動ユニット2Aには、差分動作機構が内蔵されている。差分動作機構から出力される回転力は、第2レンズ直進ガイド筒211のフォーカスキー溝部211Cに係合するフォーカスキー2A2を介して第2レンズ直進ガイド筒211に伝達され、これを回転させる。
第4レンズ保持筒217の像側には、電動絞りユニット2Cが配置されている。電動絞りユニット2Cの像側には、第5レンズユニットL5を保持した第5レンズ保持筒225が配置されている。第5レンズ保持筒225は、中間筒204の内側に配置されている。第5レンズ保持筒225の外周にはフォロア(図示せず)が取り付けられており、該フォロアは中間筒204の内周に形成された穴部(図示せず)に係合している。このため、第5レンズ保持筒225は、中間筒204に対して光軸方向の定位置にて保持される。
第6レンズユニットL6は、図1及び図2に示した防振レンズユニット12に相当する。防振ユニット2Bは、第6レンズユニットL6を保持する第6レンズ保持筒226と、該第6レンズ保持筒226を光軸に直交し、かつ互いに直交する2方向に移動させるための2組の防振アクチュエータ(マグネット及びコイル)とを有する。また、防振ユニット2Bは、第6レンズ保持筒226の位置を検出する位置検出素子と、該位置検出素子からの信号を用いて防振アクチュエータを制御する駆動制御基板を含む。防振アクチュエータ、位置検出素子及び駆動制御基板により、図1及び図2中の防振駆動部3が構成される。
また、防振ユニット2Bの外周には、中間筒204の内周に形成された穴部(図示せず)に係合するカムフォロア(図示せず)が取り付けられている。これにより、防振ユニット2Bは、中間筒204に対して光軸方向の定位置にて保持される。
中間筒204の像側の端部には、最も像側のレンズユニットである第7レンズユニットL7を保持した第7レンズ保持筒227がねじによって固定されている。第7レンズ保持筒227には、図1及び図2に示した振れセンサ8に相当する角速度センサ(ジャイロセンサ)が取り付けられている。また、第7レンズ保持筒227には、図2に示したレンズシステム制御回路30が構成されている2枚の制御基板が取り付けられている。
次に、上記のように構成された交換レンズ200における変倍に際してズーム操作環219が操作されたときの動作について説明する。以下の説明において、光軸回りで回転することを単に「回転する」といい、光軸方向に移動することを「直進する」という。
ズーム操作環219が回転操作されると、ギアリング220が回転し、ギアユニット222を介してギアリング221が回転される。ギアリング221の回転力は、ズームレバー223を介してメインカム筒208に伝達され、これを回転させる。メインカム筒208の回転方向は、ズーム操作環219の回転方向とは逆方向である。メインカム筒208は、前述したように、案内筒205に対して光軸方向における定位置にて回転する。
メインカム筒208が回転すると、該メインカム筒208の直進溝部208Aに係合するカムフォロアCを有するサブカム筒209が、メインカム筒208と同量回転する。カムフォロアCは案内筒205のサブカム溝部205Dにも係合しているため、サブカム筒209はメインカム筒208に対して直進する。すなわち、サブカム筒209は、回転しながらメインカム筒208に対して直進する。
サブカム筒209にバヨネット結合した第2レンズ直進ガイド筒211には、該バヨネット結合部分の摩擦によって回転力が作用する。しかし、第2レンズ直進ガイド筒211のフォーカスキー溝部211Cに、フォーカス駆動ユニット2Aのフォーカスキー2A2が係合している。フォーカスキー2A2は、フォーカス駆動ユニット2Aの差分動作機構内の摩擦保持力(バヨネット結合部分の摩擦よりも大きな摩擦保持力)によって回転しないように保持されている。このため、第2レンズ直進ガイド筒211の回転は阻止される。
前述したように、第2レンズ保持筒212は、サブカム筒209のフォーカスカム溝部209Bと第2レンズ直進ガイド筒211の直進溝部211Bに係合したカムフォロア213を有する。このため、サブカム筒209が直進しながら回転すると、第2レンズ保持筒212は、回転せずにサブカム筒209及び第2レンズ直進ガイド筒211に対して直進する。
また、サブカム筒209にバヨネット結合した第3レンズ直進ガイド筒214には、該バヨネット結合部分の摩擦によって回転力が作用する。さらに、サブカム筒209がメインカム筒208に対して回転しながら直進する間、第3レンズ直進ガイド筒214には、メインカム筒208との嵌まり合い部分での摩擦によってサブカム筒209から回転力が作用する。しかし、第3レンズ直進ガイド筒214の直進ガイドキー溝部214Cには、案内筒205に固定された直進ガイドキー216が係合している。このため、第3レンズ直進ガイド筒214は、回転が阻止された状態でサブカム筒209とともに直進する。
また、前述したように、第3レンズ保持筒215は、サブカム筒209のズームカム溝部209Dと第3レンズ直進ガイド筒214の直進溝部214Bに係合したカムフォロアEを有する。このため、サブカム筒209が直進しながら回転すると、第3レンズ保持筒215が、回転せずにサブカム筒209及び第3レンズ直進ガイド筒214に対して直進する。このため、第3レンズ保持筒215の光軸方向での移動量は、サブカム筒209の光軸方向での移動量よりも大きい。
一方、メインカム筒208が回転すると、メインカム筒208の第4カム溝部208Bと案内筒205の内周の直進溝部(図示せず)に係合したカムフォロア218を有する第4レンズ保持筒217は、回転せずにメインカム筒208に対して直進する。
このように、ズーム操作環219が回転操作されることで第2、第3及び第4レンズ保持筒212,215,217が直進し、交換レンズ200(ズーム光学系2)の変倍(焦点距離の変更)が可能となる。
次に、焦点調節に際してフォーカス操作環224が操作されたときの動作について説明する。
フォーカス操作環224が回転操作されると、その回転力はフォーカス駆動ユニット2Aの差分動作機構及びフォーカスキー2A2を介して第2レンズ直進ガイド筒211を回転させる。このとき、メインカム筒208及びサブカム筒209は回転しない。
第2レンズ直進ガイド筒211が回転すると、サブカム筒209のフォーカスカム溝部209Bと第2レンズ直進ガイド筒211の直進溝部211Bに係合したカムフォロア213を有する第2レンズ保持筒212が回転しながら直進する。
このように、フォーカス操作環224が回転操作されることで第2レンズ保持筒212が直進し、交換レンズ200(ズーム光学系2)の焦点調節が可能となる。
次に、カメラ1からのオートフォーカス信号に応じてフォーカス駆動ユニット2Aが動作するときのオートフォーカス動作について説明する。
フォーカス駆動ユニット2Aは、振動型モータを備えている。振動型モータの構成については後述する。制御基板230は、カメラ1からのオートフォーカス信号を受けると、振動型モータを駆動する。
振動型モータの回転力は、差分動作機構を介してフォーカスキー2A2を回転させ、フォーカスキー2A2を介して第2レンズ直進ガイド筒211を回転させる。このとき、メインカム筒208及びサブカム筒209は回転しない。
第2レンズ直進ガイド筒211が回転すると、サブカム筒209のフォーカスカム溝部209Bと第2レンズ直進ガイド筒211の直進溝部211Bに係合したカムフォロア213を有する第2レンズ保持筒212が回転しながら直進する。
このように、フォーカス駆動ユニット2Aが動作することで、第2レンズ保持筒212が直進し、交換レンズ200(ズーム光学系2)のオートフォーカスが可能となる。
図5(a)及び図6には、図3に示した交換レンズ(レンズ鏡筒)断面図の一部を拡大して示しており、特にフォーカス駆動ユニット2Aの構成を詳しく示している。
フォーカス駆動ユニット2Aには、前述した振動型モータが設けられている。2A3は周方向に直交する断面が台形形状を有するリング状のステータ(振動体)である。2A4はステータ2A3の一端面(図5及び図6において右側の端面)に接合された電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子である。2A5は圧電素子2A4の裏面に貼り付けられたフェルト等からなるリング状の振動吸収体である。
2A6はロータ(回転体)であり、2A7はステータ2A3をロータ2A6に加圧接触させるための皿ばねである。2A8は案内筒205の外周面に形成された傾斜部に押圧される加圧調整リングである。
以上の部品により構成されるリング状の振動型モータは、それぞれレンズ鏡筒を構成する第1の筒部材である中間筒204及び外装環206と、該第1の筒部材の内周に配置された第2の筒部材である案内筒205との間の鏡筒内領域に配置されている。さらに言えば、光軸方向(振動型モータの回転軸方向)に並んで配置されている。
また、該鏡筒内領域において、2A9はロータ2A6と一体回転する連絡環である。ロータ2A6と連絡環2A9との間には、ロータ2A6側から連絡環2A9側に回転軸方向の振動を伝達させないようにするためのゴム環2A10が配置されている。
さらに、該鏡筒内領域において、2A11は防塵リングである。該防塵リング2A11は、その内周が案内筒205により支持されている。防塵リング2A11の後部の外周には複数の突起が形成されており、該複数の突起は、櫛歯状に形成されたステータ2A3の複数の溝内に挿入され、ステータ2A3の回転止め部材として機能する。言い換えれば、防塵リング2A11は、従来の光学機器においても用いられていたステータ用の回転止め部材に、後述する防塵リブ(防塵部)2A11aを形成することで構成されている。防塵リング2A11全体、又は防塵リング2A11のうち防塵リブ2A11aが「防塵部材」に相当する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an interchangeable lens as an optical apparatus according to an embodiment of the present invention and a single-lens reflex digital still camera (imaging device) to which the interchangeable lens is attached. Reference numeral 1 denotes a single-lens reflex digital still camera (hereinafter referred to as a camera), and reference numeral 2 denotes a zoom optical system provided in the interchangeable lens 200. The zoom optical system 2 has a plurality of lens units described later. An anti-vibration driving unit 3 drives the anti-vibration lens unit 12 included in the zoom optical system 2 in a direction perpendicular to the optical axis 4 of the zoom optical system 2. Reference numeral 5 denotes a lens barrel that accommodates the zoom optical system 2. The lens barrel 5 and the zoom optical system 2 constitute an interchangeable lens 200 as a zoom lens device. The interchangeable lens 200 can be attached to and detached from the camera 1.
In the camera 1, reference numeral 6 denotes an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor that photoelectrically converts a subject image formed by the zoom optical system 2. Reference numeral 7 denotes a memory for storing image data generated based on the output from the image sensor 6. Reference numeral 8 denotes a shake sensor that detects camera shake such as camera shake, and reference numeral 9 denotes a focus drive unit that drives a focus lens unit included in the zoom optical system 2.
Reference numeral 10 denotes a power source of the camera 1 (and the interchangeable lens 200), and 11 denotes a release button. Reference numeral 13 denotes a quick return mirror, and reference numeral 14 denotes a finder optical system.
FIG. 2 shows an electrical configuration of the camera 1 and the interchangeable lens 200. The camera 1 has an imaging system, an image processing system, a recording / reproducing system, and a control system.
The imaging system is composed of an imaging element 6. The image processing system includes an A / D converter 20 and an image processing circuit 21. The recording / reproducing system includes a recording processing circuit 23 and a memory 24. The control system includes a camera system control circuit 25, an AF sensor 26, an AE sensor 27, a shake sensor 8, and an operation detection circuit 29. The interchangeable lens includes a lens system control circuit 30.
The image processing circuit 21 performs various processes such as white balance, gamma correction, and interpolation calculation on the output signal received from the image sensor 6 via the A / D converter 20 to generate image data. The recording processing circuit 23 performs recording processing of image data in the memory 24 and generates an image to be output to the display unit 22 configured by a liquid crystal monitor or the like.
The operation detection circuit 29 detects an operation of an operation member such as the release button 11 and sends an operation detection signal to the camera system control circuit 25. The camera system control circuit 25 controls each part in the camera 1 and the interchangeable lens according to the operation detection signal.
The AF sensor 26 detects the focus state of the interchangeable lens. The AE sensor 27 detects the luminance of the subject. The shake sensor 8 detects camera shake. The camera system control circuit 25 outputs to the lens system control circuit 30 signals for controlling the focusing, aperture, and image stabilization operations based on signals from the AF sensor 26, the AE sensor 27, and the shake sensor 8. The lens system control circuit 30 controls the focus drive unit 9, the aperture drive unit (not shown), and the image stabilization drive unit 3 in accordance with a signal from the camera system control circuit 25.
Next, the configuration of the interchangeable lens 200 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows a cross-sectional structure when the interchangeable lens 200 is cut along a plane passing through the optical axis 4. FIG. 4 shows a part of the interchangeable lens 200 in an exploded manner.
The interchangeable lens 200 has a mount 201 for detachably mounting on the camera 1. The mount 201 is provided with a connector for communication between the camera 1 and the interchangeable lens 200. The mount 201 is attached to the base cylinder 203 with screws. An intermediate cylinder 204 is fixed to the base cylinder 203 with screws.
The intermediate cylinder 204 is attached to the guide cylinder 205 with screws. An outer ring 206 is attached to the intermediate cylinder 204 with screws. The guide cylinder 205 (and the intermediate cylinder 204) corresponds to a fixed cylinder that does not move during zooming and focus adjustment.
A first lens holding cylinder (lens holding member) 207 holding a first lens unit (fixed lens) L1 is supported on the most object side (left side in the drawing) of the guide cylinder 205.
The first lens unit L1 held by the first lens holding cylinder 207 is disposed on the object side (most object side among the plurality of lens units) with respect to a second lens unit (focus lens unit) L2 described later. It does not move during zooming and focusing.
However, an eccentric cam follower 210 is attached to the first lens holding cylinder 207 with a screw. As shown in FIG. 3, the eccentric cam follower 210 includes a shaft portion 210A that is inserted into a hole formed in the outer peripheral surface of the first lens holding cylinder 207, and an eccentric follower portion 210B that is eccentric with respect to the shaft portion 210A. Have The eccentric follower portion 210B is engaged with a position adjusting cam groove (adjusting groove) 205B formed in the guide tube (supporting tube) 205.
When the interchangeable lens 200 is assembled, when the first lens holding cylinder 207 is rotated around the optical axis, the eccentric cam follower 210 moves along the position adjusting cam groove 205B. Thereby, the position in the optical axis direction of the first lens holding cylinder 207 with respect to the guide cylinder 205 can be adjusted.
When the eccentric cam follower 210 is rotated about the axis of the shaft portion 210A, the guide tube 205 (that is, another lens) of the first lens holding tube 207 is caused by the eccentric rotation of the eccentric follower portion 210B in the position adjusting cam groove portion 205B. The tilt angle with respect to the optical axis of the unit changes. Thereby, the tilt angle of the first lens holding cylinder 207 with respect to the guide cylinder 205 can be adjusted.
Then, the first lens holding cylinder 207 is fixed to the guide cylinder 205 using the screw base 228 and the screw 229.
A main cam cylinder (rotating cylinder) 208 is arranged inside the guide cylinder 205. A cam follower (not shown) is attached to the main cam cylinder 208 with screws. The cam follower is engaged with a groove 205 </ b> A formed to extend in the circumferential direction on the inner periphery of the guide cylinder 205. Therefore, the main cam cylinder 208 does not move in the optical axis direction with respect to the guide cylinder 205 (that is, at a fixed position in the optical axis direction) and can rotate around the optical axis. The main cam cylinder 208 is formed with a fourth cam groove 208B.
A sub cam cylinder (cam cylinder) 209 is disposed inside the main cam cylinder 208. A cam follower (second cam follower) C shown in FIG. 4 is attached to the sub cam cylinder 209 with screws. As shown in FIG. 4, the cam follower C includes a rectilinear groove portion (second rectilinear guide portion) 208A provided in the main cam cylinder 208 so as to extend in the optical axis direction, and a sub cam groove portion (second cam) provided in the guide cylinder 205. Part) 205D. Therefore, when the main cam cylinder 208 rotates, the sub cam cylinder 209 rotates around the optical axis together with the main cam cylinder 208 and moves in the optical axis direction with respect to the main cam cylinder 208. The sub cam cylinder 209 is provided with a focus cam groove portion (first cam portion) 209B.
Inside the sub cam cylinder 209, a third lens rectilinear guide cylinder (second rectilinear guide cylinder) 214 is arranged. As shown in FIG. 4, the convex portion 211A of the second lens rectilinear guide tube 211 and the groove portion 209A of the sub cam tube 209 are bayonet-coupled. Therefore, the second lens rectilinear guide tube 211 can move in the optical axis direction together with the sub cam tube 209 and can rotate around the optical axis with respect to the sub cam tube 209.
As shown in FIG. 4, the second lens rectilinear guide tube 211 is provided with a rectilinear groove portion (first rectilinear guide portion) 211B and a focus key groove portion 211C that extend in the optical axis direction. A focus key 2A2 of a focus drive unit (focus drive mechanism) 2A, which will be described later, engages with the focus key groove 211C in the direction around the optical axis.
Inside the second lens rectilinear guide tube 211, a second lens holding tube (focus lens holding tube) 212 holding the second lens unit L2 that is a focus lens unit is disposed. A cam follower (first cam follower) 213 is attached to the outer periphery of the second lens holding cylinder 212 with screws. The cam follower 213 is engaged with a focus cam groove portion 209 </ b> B provided in the sub cam cylinder 209 and a rectilinear groove section 211 </ b> B provided in the second lens rectilinear guide cylinder 211.
Inside the sub cam cylinder 209, a third lens rectilinear guide cylinder (second rectilinear guide cylinder) 214 is arranged. A groove 214A formed so as to extend in the circumferential direction on the outer periphery of the third lens rectilinear guide tube 214 and a convex portion 209B formed on the inner periphery of the sub cam tube 209 are bayonet-coupled. Thus, the third lens rectilinear guide tube 214 can move in the optical axis direction together with the sub cam tube 209 and can rotate around the optical axis with respect to the sub cam tube 209.
The third lens rectilinear guide tube 214 has a rectilinear groove portion (third rectilinear guide portion) 214B and a rectilinear guide key groove portion 214C extending in the optical axis direction. A rectilinear guide key (rotation prevention member) 216 engages with the rectilinear guide key groove 214C in the direction around the optical axis.
Inside the third lens rectilinear guide tube 214, a third lens holding tube 215 that holds the third lens unit L3 adjacent to the second lens unit L2 in the optical axis direction (image side) is disposed. .
A cam follower (third cam follower) E is attached to the outer periphery of the third lens holding cylinder (magnifying lens holding cylinder) 215 with screws. The cam follower E is engaged with a zoom cam groove part (third cam part) 209D provided in the sub cam cylinder 209 and a rectilinear groove part 214B provided in the third lens rectilinear guide cylinder 214.
Here, the sub cam cylinder 209 has a first cylinder part 209E on the object side, and a second cylinder part 209F having a smaller inner and outer diameter than the first cylinder part 209E on the image side. The second lens unit L2 and the second lens holding cylinder 212 that holds the second lens unit L2 are disposed inside the first cylinder portion 209E. The third lens unit L3 and the third lens holding cylinder 215 that holds the third lens unit L3 are disposed inside the second cylinder portion 209F.
A straight guide key 216 is fixed to the guide tube 205. As described above, the rectilinear guide key 216 is engaged with the rectilinear guide key groove 214C of the third lens rectilinear guide tube 214.
A cam follower 218 is attached to the outer periphery of the fourth lens holding cylinder 217 holding the fourth lens unit L4 with screws. As shown in FIG. 4, the cam follower 218 is engaged with a fourth cam groove 208 </ b> B provided on the main cam cylinder 208 and a rectilinear groove 205 </ b> E provided on the inner periphery of the guide cylinder 205.
A zoom operation ring (zoom operation member) 219, a gear ring 220 attached to the zoom operation ring 219 with a screw, and a zoom lever, which will be described later, are attached to the outside of the intermediate cylinder 204, and rotate around the outer periphery of the intermediate cylinder 204 Possible gear rings 221 are arranged. The zoom operation ring 219, the gear ring 220, and the gear ring 221 are rotatable around the optical axis at a fixed position in the optical axis direction with respect to the intermediate cylinder 204. Further, a rolling gear unit 222 is disposed between the gear ring 220 and the gear ring 221, and the gear unit 222 is coupled to the intermediate cylinder 204 with a screw.
One end of the zoom lever 223 is attached to the gear ring 221 with a screw. The other end of the zoom lever 223 is engaged with the main cam cylinder 208 in the direction around the optical axis.
A focus operation ring (focus operation member) 224 is disposed outside the guide tube 205. A cam follower 205G attached to the outer periphery of the guide tube 205 with a screw is engaged with a groove 224A provided on the inner periphery of the focus operation ring 224. For this reason, the focus operation ring 224 can rotate around the optical axis at a fixed position in the optical axis direction outside the guide tube 205.
The focus operation ring 224 is coupled to the fixed position rotation ring 2A1 in the focus drive unit 2A. For this reason, the rotational force of the focus operation ring 224 can be transmitted to the focus drive unit 2A.
The focus drive unit 2A incorporates a differential operation mechanism. The rotational force output from the differential operation mechanism is transmitted to the second lens rectilinear guide tube 211 via the focus key 2A2 engaged with the focus key groove 211C of the second lens rectilinear guide tube 211, and rotates it.
On the image side of the fourth lens holding cylinder 217, an electric aperture unit 2C is disposed. A fifth lens holding cylinder 225 that holds the fifth lens unit L5 is disposed on the image side of the electric aperture unit 2C. The fifth lens holding cylinder 225 is disposed inside the intermediate cylinder 204. A follower (not shown) is attached to the outer periphery of the fifth lens holding cylinder 225, and the follower is engaged with a hole (not shown) formed in the inner periphery of the intermediate cylinder 204. For this reason, the fifth lens holding cylinder 225 is held at a fixed position in the optical axis direction with respect to the intermediate cylinder 204.
The sixth lens unit L6 corresponds to the anti-vibration lens unit 12 shown in FIGS. The anti-vibration unit 2B includes a sixth lens holding cylinder 226 that holds the sixth lens unit L6, and two sets for moving the sixth lens holding cylinder 226 in two directions orthogonal to the optical axis and orthogonal to each other. And an anti-vibration actuator (magnet and coil). Further, the image stabilization unit 2B includes a position detection element that detects the position of the sixth lens holding cylinder 226, and a drive control board that controls the image stabilization actuator using a signal from the position detection element. The anti-vibration driving unit 3 in FIGS. 1 and 2 is configured by the anti-vibration actuator, the position detection element, and the drive control board.
A cam follower (not shown) that engages with a hole (not shown) formed on the inner periphery of the intermediate cylinder 204 is attached to the outer periphery of the vibration isolation unit 2B. Accordingly, the image stabilization unit 2B is held at a fixed position in the optical axis direction with respect to the intermediate tube 204.
A seventh lens holding cylinder 227 holding a seventh lens unit L7, which is the most image side lens unit, is fixed to the image side end of the intermediate cylinder 204 with a screw. An angular velocity sensor (gyro sensor) corresponding to the shake sensor 8 shown in FIGS. 1 and 2 is attached to the seventh lens holding cylinder 227. The seventh lens holding cylinder 227 is attached with two control boards on which the lens system control circuit 30 shown in FIG. 2 is configured.
Next, an operation when the zoom operation ring 219 is operated at the time of zooming in the interchangeable lens 200 configured as described above will be described. In the following description, rotating around the optical axis is simply referred to as “rotating”, and moving in the optical axis direction is referred to as “going straight”.
When the zoom operation ring 219 is rotated, the gear ring 220 is rotated and the gear ring 221 is rotated via the gear unit 222. The rotational force of the gear ring 221 is transmitted to the main cam cylinder 208 via the zoom lever 223 and rotates it. The rotation direction of the main cam cylinder 208 is opposite to the rotation direction of the zoom operation ring 219. As described above, the main cam cylinder 208 rotates with respect to the guide cylinder 205 at a fixed position in the optical axis direction.
When the main cam cylinder 208 rotates, the sub cam cylinder 209 having the cam follower C engaged with the rectilinear groove portion 208 </ b> A of the main cam cylinder 208 rotates the same amount as the main cam cylinder 208. Since the cam follower C is also engaged with the sub cam groove 205 </ b> D of the guide cylinder 205, the sub cam cylinder 209 advances straight with respect to the main cam cylinder 208. That is, the sub cam cylinder 209 advances straight with respect to the main cam cylinder 208 while rotating.
A rotational force acts on the second lens rectilinear guide cylinder 211 that is bayonet-coupled to the sub cam cylinder 209 due to friction of the bayonet-coupled portion. However, the focus key 2A2 of the focus drive unit 2A is engaged with the focus key groove 211C of the second lens rectilinear guide tube 211. The focus key 2A2 is held so as not to rotate by a friction holding force (a friction holding force larger than the friction of the bayonet coupling portion) in the differential operation mechanism of the focus drive unit 2A. For this reason, the rotation of the second lens rectilinear guide tube 211 is prevented.
As described above, the second lens holding cylinder 212 has the cam follower 213 engaged with the focus cam groove 209B of the sub cam cylinder 209 and the rectilinear groove 211B of the second lens rectilinear guide cylinder 211. Therefore, when the sub cam cylinder 209 rotates while moving straight, the second lens holding cylinder 212 moves straight with respect to the sub cam cylinder 209 and the second lens linear guide cylinder 211 without rotating.
Further, a rotational force acts on the third lens rectilinear guide cylinder 214 that is bayonet-coupled to the sub cam cylinder 209 due to friction of the bayonet-coupled portion. Further, while the sub cam cylinder 209 rotates straight with respect to the main cam cylinder 208, a rotational force acts on the third lens rectilinear guide cylinder 214 from the sub cam cylinder 209 due to friction at the fitting portion with the main cam cylinder 208. To do. However, the rectilinear guide key groove 216 of the third lens rectilinear guide tube 214 is engaged with the rectilinear guide key 216 fixed to the guide tube 205. For this reason, the third lens rectilinear guide cylinder 214 moves straight along with the sub cam cylinder 209 in a state where rotation is blocked.
As described above, the third lens holding cylinder 215 has the cam follower E engaged with the zoom cam groove 209D of the sub cam cylinder 209 and the rectilinear groove 214B of the third lens rectilinear guide cylinder 214. Therefore, when the sub cam cylinder 209 rotates while going straight, the third lens holding cylinder 215 goes straight with respect to the sub cam cylinder 209 and the third lens rectilinear guide cylinder 214 without rotating. For this reason, the movement amount of the third lens holding cylinder 215 in the optical axis direction is larger than the movement amount of the sub cam cylinder 209 in the optical axis direction.
On the other hand, when the main cam cylinder 208 rotates, the fourth lens holding cylinder 217 having the cam follower 218 engaged with the fourth cam groove 208B of the main cam cylinder 208 and the rectilinear groove (not shown) on the inner periphery of the guide cylinder 205 rotates. Without going straight, it goes straight with respect to the main cam cylinder 208.
As described above, when the zoom operation ring 219 is rotated, the second, third, and fourth lens holding cylinders 212, 215, and 217 move straight, and the magnification (focal length) of the interchangeable lens 200 (zoom optical system 2) is increased. Change).
Next, an operation when the focus operation ring 224 is operated during focus adjustment will be described.
When the focus operation ring 224 is rotated, the rotational force rotates the second lens rectilinear guide tube 211 via the differential operation mechanism of the focus drive unit 2A and the focus key 2A2. At this time, the main cam cylinder 208 and the sub cam cylinder 209 do not rotate.
When the second lens rectilinear guide tube 211 rotates, the second lens holding tube 212 having the cam follower 213 engaged with the focus cam groove portion 209B of the sub cam tube 209 and the rectilinear groove portion 211B of the second lens rectilinear guide tube 211 moves straight while rotating. To do.
As described above, when the focus operation ring 224 is rotated, the second lens holding cylinder 212 moves straight, and the focus adjustment of the interchangeable lens 200 (zoom optical system 2) becomes possible.
Next, an autofocus operation when the focus drive unit 2A operates according to an autofocus signal from the camera 1 will be described.
The focus drive unit 2A includes a vibration type motor. The configuration of the vibration type motor will be described later. When receiving an autofocus signal from the camera 1, the control board 230 drives the vibration type motor.
The rotational force of the vibration type motor rotates the focus key 2A2 via the differential operation mechanism, and rotates the second lens linear guide tube 211 via the focus key 2A2. At this time, the main cam cylinder 208 and the sub cam cylinder 209 do not rotate.
When the second lens rectilinear guide tube 211 rotates, the second lens holding tube 212 having the cam follower 213 engaged with the focus cam groove portion 209B of the sub cam tube 209 and the rectilinear groove portion 211B of the second lens rectilinear guide tube 211 moves straight while rotating. To do.
Thus, by operating the focus drive unit 2A, the second lens holding tube 212 moves straight, and the interchangeable lens 200 (zoom optical system 2) can be autofocused.
5A and 6 are enlarged views of a part of the cross-sectional view of the interchangeable lens (lens barrel) shown in FIG. 3, and in particular, the configuration of the focus drive unit 2A is shown in detail.
The focus drive unit 2A is provided with the above-described vibration type motor. 2A3 is a ring-shaped stator (vibrating body) having a trapezoidal cross section perpendicular to the circumferential direction. 2A4 is a piezoelectric element as an electro-mechanical energy conversion element joined to one end face (right end face in FIGS. 5 and 6) of the stator 2A3. 2A5 is a ring-shaped vibration absorber made of felt or the like attached to the back surface of the piezoelectric element 2A4.
2A6 is a rotor (rotating body), and 2A7 is a disc spring for bringing the stator 2A3 into pressure contact with the rotor 2A6. 2A8 is a pressure adjusting ring that is pressed by an inclined portion formed on the outer peripheral surface of the guide tube 205.
The ring-shaped vibration type motor constituted by the above components is arranged on the inner cylinder 204 and the outer ring 206, which are the first cylinder members constituting the lens barrel, respectively, and the inner circumference of the first cylinder member. In addition, it is arranged in a region in the lens barrel between the guide tube 205 as the second tube member. More specifically, they are arranged side by side in the optical axis direction (rotational axis direction of the vibration type motor).
In the lens barrel region, 2A9 is a connecting ring that rotates integrally with the rotor 2A6. Between the rotor 2A6 and the communication ring 2A9, a rubber ring 2A10 is arranged so as not to transmit vibration in the rotation axis direction from the rotor 2A6 side to the communication ring 2A9 side.
Furthermore, 2A11 is a dustproof ring in the region in the lens barrel. The inner periphery of the dustproof ring 2A11 is supported by the guide tube 205. A plurality of protrusions are formed on the outer periphery of the rear portion of the dust-proof ring 2A11, and the plurality of protrusions are inserted into a plurality of grooves of the stator 2A3 formed in a comb shape, and function as a rotation stop member of the stator 2A3. To do. In other words, the dust-proof ring 2A11 is configured by forming a dust-proof rib (dust-proof portion) 2A11a, which will be described later, on a rotation preventing member for a stator that has also been used in conventional optical equipment. The dustproof ring 2A11 or the dustproof rib 2A11a of the dustproof ring 2A11 corresponds to a “dustproof member”.
ロータ2A6とゴム環2A10と連絡環2A9とは互いに一体的に回転するように構成されており、ステータ2A3に発生する周方向の進行波振動によってロータ2A6とゴム環2A10と連絡環2A9とが光軸回りで回転する。 The rotor 2A6, the rubber ring 2A10, and the connecting ring 2A9 are configured to rotate integrally with each other, and the rotor 2A6, the rubber ring 2A10, and the connecting ring 2A9 are optically driven by circumferential traveling wave vibration generated in the stator 2A3. Rotate around the axis.
加圧調整リング2A8は、皿ばね2A7の弾発力を調整することによって、ステータ2A3とロータ2A6との間の接触圧を調整する機能も有する。 The pressure adjusting ring 2A8 also has a function of adjusting the contact pressure between the stator 2A3 and the rotor 2A6 by adjusting the elastic force of the disc spring 2A7.
連絡環2A9は、後端面側においてロータ2A6とゴム環2A10とを支持し、前端面では、図6に示すコロ2A12の外周面に接触している。コロ2A12は、周方向に少なくとも3つ設けられている。これらのコロ2A12は、コロリング2A13によって、光軸に直交する軸回りで回転可能に支持されている。コロリング2A13は、案内筒205の外周に配置されている。 The communication ring 2A9 supports the rotor 2A6 and the rubber ring 2A10 on the rear end surface side, and is in contact with the outer peripheral surface of the roller 2A12 shown in FIG. 6 on the front end surface. At least three rollers 2A12 are provided in the circumferential direction. These rollers 2A12 are supported by a roller ring 2A13 so as to be rotatable around an axis orthogonal to the optical axis. The roller ring 2A13 is arranged on the outer periphery of the guide tube 205.
前述した定位置回転リング2A1は、案内筒205に支持された固定リング2A14を介して、光軸回りで回転可能に支持されている。また、定位置回転リング2A1は、コロリング2A13によって、コロ2A12に当接している。 The above-described fixed-position rotating ring 2A1 is supported so as to be rotatable around the optical axis via a fixing ring 2A14 supported by the guide cylinder 205. The fixed position rotating ring 2A1 is in contact with the roller 2A12 by the roller ring 2A13.
図4に示したフォーカスキー2A2は、コロリング2A13に固定されており、案内筒205に形成された開口部を通ってコロリング2A13の光軸回りの回転を阻止する。 The focus key 2A2 shown in FIG. 4 is fixed to the roller ring 2A13, and prevents the roller ring 2A13 from rotating around the optical axis through an opening formed in the guide tube 205.
次に、フォーカス駆動ユニット2Aにおける振動型モータからの駆動力伝達を行う差分動作機構について説明する。
圧電素子2A4にパルス信号等の周波信号が入力されると、圧電素子2A4の作用によってステータ2A3に進行性振動が励起される。これにより、ステータ2A3に接触するロータ2A6と連絡環2A9とゴム環2A10とが一体で、光軸回りで回転する。そして、連絡環2A9が回転すると、これに当接しているコロ2A12にこれを回転させようとする力が作用する。
Next, a differential operation mechanism that transmits driving force from the vibration type motor in the focus drive unit 2A will be described.
When a frequency signal such as a pulse signal is input to the piezoelectric element 2A4, progressive vibration is excited in the stator 2A3 by the action of the piezoelectric element 2A4. As a result, the rotor 2A6 that contacts the stator 2A3, the communication ring 2A9, and the rubber ring 2A10 are integrated and rotate around the optical axis. When the communication ring 2A9 is rotated, a force for rotating the contact ring 2A9 is applied to the roller 2A12 in contact therewith.
定位置回転リング2A1は、固定リング2A14の端面との摩擦によって保持されているため、コロ2A12は定位置回転リング2A1の端面上を転動する。これにより、コロ2A12を支持しているコロリング2A13が、光軸回りで回転する。コロリング2A13の回転量は、ロータ2A6の回転量の1/2倍となる。そして、コロリング2A13と一体に回転するフォーカスキー2A2が、前述したように第2レンズ直進ガイド筒211を回転させる。 Since the fixed position rotating ring 2A1 is held by friction with the end face of the fixed ring 2A14, the roller 2A12 rolls on the end face of the fixed position rotating ring 2A1. As a result, the roller ring 2A13 supporting the roller 2A12 rotates around the optical axis. The rotation amount of the roller ring 2A13 is ½ times the rotation amount of the rotor 2A6. Then, the focus key 2A2 that rotates integrally with the roller ring 2A13 rotates the second lens rectilinear guide tube 211 as described above.
図6に示すように、案内筒205の内周面には、レンズ鏡筒内で移動する第2レンズユニットL2の光軸方向の位置を検出するための導電パターンが形成されたフレキシブルプリント基板2A15が取り付けられている。このフレキシブルプリント基板2A15の表面を摺動するブラシ2A16は、コロリング2A13に固定されている。フレキシブルプリント基板2A15及びブラシ2A16により第2レンズユニットL2の光軸方向の位置を検出する位置検出器が構成され、該位置検出器は、前述した鏡筒内領域に配置されている。
フォーカス駆動ユニット2A(つまりは振動型モータ)を駆動すると、加圧状態で接触しているステータ2A3とロータ2A6の接触面同士が擦れ合うことで摩耗し、摩耗紛が発生する。摩耗紛の量は、擦れ合っている時間、つまりはロータ2A6の回転速度に依存し、例えば低速駆動によるAFを長時間続けると、大量の摩耗紛が発生する可能性がある。
As shown in FIG. 6, on the inner peripheral surface of the guide tube 205, a flexible printed circuit board 2A15 on which a conductive pattern for detecting the position in the optical axis direction of the second lens unit L2 moving in the lens barrel is formed. Is attached. A brush 2A16 that slides on the surface of the flexible printed board 2A15 is fixed to the roller ring 2A13. The flexible printed circuit board 2A15 and the brush 2A16 constitute a position detector that detects the position of the second lens unit L2 in the optical axis direction, and the position detector is disposed in the above-described lens barrel inner region.
When the focus driving unit 2A (that is, a vibration type motor) is driven, the contact surfaces of the stator 2A3 and the rotor 2A6 that are in contact with each other in a pressurized state are abraded and wear powder is generated. The amount of wear powder depends on the rubbing time, that is, the rotational speed of the rotor 2A6. For example, if AF by low-speed driving is continued for a long time, a large amount of wear powder may be generated.
そこで、本実施例では、図5(b)に詳しく示すように、防塵リング2A11の外周に、防塵部としての防塵リブ(周方向に延びる凸部)2A11aを形成している。
ここで、図5(b)において、2A6aはロータ2A6のリング状の本体(以下、ロータ本体という)である。2A6bはロータ本体2A6aの後端部から内周方向に延びるばね性を有する接触片部である。該接触片部2A6bはそのばね性によってステータ2A3の表面の凹凸やステータ2A3の軸方向変位を吸収し、ロータ2A6の安定した回転を確保する等の理由で設けられている。接触片部2A6bの先端が、ステータ2A3の表面に接触する。この接触片部2A6bの先端とステータ2A3の表面との接触部(接触領域)の最内径は、D2である。
Therefore, in this embodiment, as shown in detail in FIG. 5B, dust-proof ribs (convex parts extending in the circumferential direction) 2A11a as dust-proof parts are formed on the outer periphery of the dust-proof ring 2A11.
Here, in FIG. 5B, 2A6a is a ring-shaped main body (hereinafter referred to as a rotor main body) of the rotor 2A6. 2A6b is a contact piece portion having a spring property extending in the inner circumferential direction from the rear end portion of the rotor body 2A6a. The contact piece 2A6b is provided for the reason of absorbing the unevenness of the surface of the stator 2A3 and the axial displacement of the stator 2A3 by the spring property and ensuring stable rotation of the rotor 2A6. The tip of the contact piece 2A6b contacts the surface of the stator 2A3. The innermost diameter of the contact portion (contact region) between the tip of the contact piece 2A6b and the surface of the stator 2A3 is D2.
防塵リブ2A11aは、上述した鏡筒内領域内におけるステータ2A3とロータ2A6との接触部に対してステータ2A3とは光軸方向での反対側の位置に配置されている。そして、防塵リブ2A11aの最外径D1は、接触部の最内径D2よりも大きく設定されている。これにより、摩耗粉が、鏡筒内領域における防塵リブ2A11aに対してステータ2A3とは反対側の領域(防塵リブ2A11aよりも前方の領域)に飛散するのを抑制することができる。
鏡筒内領域における防塵リブ2A11aよりも前方の領域には、フレキシブルプリント基板2A15及びブラシ2A16により構成される位置検出器や、連絡環2A9及びコロリング2A13等によって構成される駆動力伝達機構が配置されている。したがって、防塵リブ2A11aによって、これら位置検出器や駆動力伝達機構に摩耗粉が飛散して、位置検出精度が低下したり、円滑な駆動力伝達が行えなくなったりすることを防止できる。
The dust-proof rib 2A11a is disposed at a position opposite to the stator 2A3 in the optical axis direction with respect to the contact portion between the stator 2A3 and the rotor 2A6 in the above-described region in the lens barrel. And the outermost diameter D1 of dustproof rib 2A11a is set larger than the innermost diameter D2 of a contact part. Thereby, it is possible to suppress the abrasion powder from being scattered in a region opposite to the stator 2A3 (region ahead of the dust-proof rib 2A11a) with respect to the dust-proof rib 2A11a in the region in the lens barrel.
A position detector composed of the flexible printed circuit board 2A15 and the brush 2A16, a driving force transmission mechanism composed of the communication ring 2A9, the roller ring 2A13, and the like are disposed in the region in front of the dust-proof rib 2A11a in the lens barrel region. ing. Therefore, the dust-proof rib 2A11a can prevent wear powder from being scattered on the position detector and the driving force transmission mechanism, thereby preventing the position detection accuracy from being lowered and preventing smooth driving force transmission.
また、ロータ2A6の内周部には、ロータ本体2A6aと接触片部2A6bとによって内周面及び光軸方向前後の内端面が構成される凹部2A6cが周方向に延びるように形成されている。防塵リブ2A11aは、この凹部2A6cの内側に配置されている。これにより、防塵リブ2A11aの最外径を大きくしても、振動型モータの外径に影響せず、フォーカス駆動ユニット2Aやレンズ鏡筒の径の増加を回避することができる。 In addition, a recess 2A6c is formed in the inner peripheral portion of the rotor 2A6 so that the rotor main body 2A6a and the contact piece 2A6b constitute an inner peripheral surface and inner end surfaces before and after the optical axis direction in the circumferential direction. The dust-proof rib 2A11a is disposed inside the recess 2A6c. Thereby, even if the outermost diameter of the dust-proof rib 2A11a is increased, the outer diameter of the vibration type motor is not affected, and an increase in the diameter of the focus drive unit 2A or the lens barrel can be avoided.
なお、防塵リング2A11の外周面に粘着材を塗布してもよい。粘着材によって摩耗粉を吸着することで、より効果的に摩耗紛の飛散を抑制することができる。 In addition, you may apply | coat an adhesive material to the outer peripheral surface of dust-proof ring 2A11. By adsorbing the wear powder with the adhesive, it is possible to more effectively suppress the scattering of the wear powder.
また、図5(a)に示すように、案内筒205の周壁には、交換レンズ2の組み立て等において使用される調整穴205Cが形成されている。防塵リブ2A11aは、光軸方向において、ステータ2A3とロータ2A6との接触部と調整穴205Cとの間に配置されている。これにより、摩耗粉が調整穴205Cを通って案内筒205の内部に侵入し、レンズ(第4レンズユニットL4や第3レンズユニットL3)に付着するのを回避することができる。 Further, as shown in FIG. 5A, an adjustment hole 205 </ b> C used for assembling the interchangeable lens 2 is formed in the peripheral wall of the guide tube 205. The dust-proof rib 2A11a is disposed between the contact portion between the stator 2A3 and the rotor 2A6 and the adjustment hole 205C in the optical axis direction. Accordingly, it is possible to avoid wear powder from entering the inside of the guide tube 205 through the adjustment hole 205C and adhering to the lens (the fourth lens unit L4 or the third lens unit L3).
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 The embodiments described above are merely representative examples, and various modifications and changes can be made to the embodiments when the present invention is implemented.
例えば、上記実施例では、交換レンズについて説明したが、本発明は、レンズ一体型のデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学機器にも適用することができる。 For example, in the above embodiments, the interchangeable lens has been described. However, the present invention can also be applied to an optical apparatus such as a lens-integrated digital still camera or video camera.
振動体と回転体との接触部の最内径よりも大きな最外径を有する防塵部材によって、該接触部にて発生した摩耗粉が鏡筒内領域に飛散するのを効果的に抑制する光学機器を実現できる。 An optical device that effectively suppresses the abrasion powder generated at the contact portion from scattering into the lens barrel region by a dustproof member having an outermost diameter larger than the innermost diameter of the contact portion between the vibrating body and the rotating body. Can be realized.
2A フォーカス駆動ユニット
2A1 定位置回転リング
2A2 フォーカスキー
2A3 ステータ
2A4 圧電素子
2A6 ロータ
2A7 皿ばね
2A9 連絡環
2A11 防塵リング
2A12 コロ
2A13 コロリング
2A15 フレキシブルプリント基板
2A16 ブラシ
2B 防振ユニット
2C 絞りユニット
203 ベース筒
204 中間筒
205 案内筒
206 外装環
208 メインカム筒
209 サブカム筒
2A Focus Drive Unit 2A1 Fixed Position Rotating Ring 2A2 Focus Key 2A3 Stator 2A4 Piezoelectric Element 2A6 Rotor 2A7 Belleville Spring 2A9 Connection Ring 2A11 Dustproof Ring 2A12 Roller 2A13 Roller 2A15 Flexible Printed Circuit Board 2A16 Brush 2B Vibration Isolation Unit 2C Aperture Unit 203 Base Tube 204 Intermediate Tube 205 Guide tube 206 Exterior ring 208 Main cam tube 209 Sub cam tube
Claims (5)
前記第1の筒部材と前記第2の筒部材との間の鏡筒内領域に配置され、電気−機械エネルギ変換素子により振動が励起される振動体、及び該振動体に接触して回転する回転体を含む振動型モータと、
前記鏡筒内領域における前記振動体と前記回転体との接触部に対して前記振動体とは反対側に配置され、前記接触部の最内径よりも大きな最外径を有する防塵部材とを有することを特徴とする光学機器。 Each of which is a cylindrical member that constitutes a lens barrel, a first cylindrical member, and a second cylindrical member disposed on the inner periphery of the first cylindrical member;
A vibration body that is disposed in an in-cylinder region between the first cylinder member and the second cylinder member and that is excited by an electro-mechanical energy conversion element, and rotates in contact with the vibration body A vibration type motor including a rotating body;
A dust-proof member disposed on the opposite side of the vibrating body with respect to a contact portion between the vibrating body and the rotating body in the lens barrel inner region and having an outermost diameter larger than an outermost inner diameter of the contact portion; An optical apparatus characterized by that.
前記防塵部材が、前記凹部の内側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。 A concave portion extending in the circumferential direction is formed in the inner peripheral portion of the rotating body,
The optical apparatus according to claim 1, wherein the dustproof member is disposed inside the recess.
前記防塵部材は、前記接触部と前記開口部との間に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の光学機器。 An opening is formed in the peripheral wall of the second cylindrical member,
The optical apparatus according to claim 1, wherein the dust-proof member is disposed between the contact portion and the opening.
前記防塵部材は、前記回転止め部材に防塵部を形成した部材であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の光学機器。
A rotation stopping member for preventing rotation of the vibrating body with respect to the second cylindrical member;
5. The optical apparatus according to claim 1, wherein the dust-proof member is a member in which a dust-proof portion is formed on the rotation stop member.
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JP2013228515A (en) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Sigma Corp | Lens barrel and assembling method thereof |
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